平成22年4月14日
独立行政法人日本原子力研究開発機構/国立大学法人九州大学/エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社

プルトニウム及びアメリシウムのLX線を高分解能で測定(お知らせ)

独立行政法人日本原子力研究開発機構(理事長 岡ア俊雄、以下「原子力機構」という。)の東海研究開発センター核燃料サイクル工学研究所放射線管理部、国立大学法人九州大学(総長 有川節夫、以下「九州大学」という。)、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社(社長 北野進、以下「SIIナノテク」という。)の共同研究グループは、超ウラン元素(TRU)(1)測定用の超伝導相転移端温度計(TES)型マイクロカロリーメーター(2)を開発し、世界に先駆けてプルトニウム(Pu)(3)及びアメリシウム-241(241Am)(4)から放出されるエルエックス線(LX線)(5)のスペクトル(6)を従来の放射線測定器の約1/5の高分解能で測定しました。

核燃料物質(7)であるPuなどの超ウラン元素からはアルファ(α)線(8)とともに微量のLX線も放出されています。現在のPuの分析ではα線測定法や質量分析法(9)を使用していますが、これらの方法では、Puなどを化学的に分離して測定する必要があります。一方、LX線の測定であれば、物質の外側から非接触で測定することができます。しかしながら、従来の放射線測定器ではエネルギー分解能(10)が十分ではないため、PuのそれぞれのLX線や核燃料物質中にPuと同時に存在する241AmのLX線と識別ができず、一部の限られた用途の測定にしか利用されていませんでした。今回、原子力機構は、九州大学との共同研究により、超伝導(11)を利用した高分解能の放射線測定器であるTES型マイクロカロリーメーターを超ウラン元素測定用に開発し、核燃料サイクル工学研究所においてPuの測定実験を行いました。実験の結果、従来の放射線測定器よりも高分解能(半値幅(12):約50eV)のスペクトルを測定し、Puと241Amが識別できることを確認しました。

本研究成果は、超ウラン元素のLX線の放出率(13)に関する物理学的な基礎データの整備への適用が期待できます。また、測定装置をスケールアップすることにより、これまでのPu測定では困難であった非破壊かつ非接触の測定によって、分析作業の簡便化、迅速化、被ばく線量の低減が期待できます。

本研究は、原子力機構の先行基礎工学研究課題(14)として原子力機構と九州大学との共同研究により実施され、その成果は、日本原子力学会誌(英文誌)2010年3月号に掲載されました。

以上

参考部門・拠点:東海研究開発センター 核燃料サイクル工学研究所

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